(57)【要約】【課題】  燃料のメタノール濃度をより正確に測定することのできる燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を提供する事を目的とする。【解決手段】  燃料電池システムには高分子電解質膜、カソード電極、アノード電極、酸素供給手段、燃料供給手段、メタノール供給手段、濃度センサが設けられている。補正手段はカソード電極とアノード電極の間に流れる電流に基づいて、濃度センサの出力を補正する。【選択図】  図１
2006269262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜と、
前記高分子電解質膜の一方の面に設けられたカソード電極と、
前記高分子電解質膜の他方の面に設けられたアノード電極と、
前記カソード電極へ酸素を供給するための酸素供給手段と、
前記アノード電極へメタノールと水を含む燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記燃料のメタノール濃度を高める調整をするためのメタノール供給手段と、
前記メタノール濃度を測定するためのセンサと、
前記カソード電極と前記アノード電極の間に流れる電流を測定するための電流測定手段と、
前記センサの出力に基づいて、前記メタノール供給手段を制御してあらかじめ定められた範囲内に前記燃料のメタノール濃度を調整するための濃度調整手段と、
前記電流測定手段の出力に基づいて、前記センサの出力と前記メタノール濃度との関係を補正するための補正手段と、
を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記補正手段は、前記メタノール供給手段が前記メタノール濃度の調整を停止した際の前記電流測定手段の出力に基づいて、前記関係を補正することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記濃度調整手段は、前記センサ出力と前記メタノール濃度の関係が記録されたデータベースを備え、
前記補正手段は、前記メタノール供給手段が前記メタノール濃度の調整を停止した際の前記電流測定手段の出力が最大となる際の前記メタノール濃度と、前記データベースに記録された前記電流測定手段出力が最大となる前記メタノール濃度との差が、あらかじめ定められた値より大きい場合に補正することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
高分子電解質膜と、
前記高分子電解質膜の一方の面に設けられたカソード電極と、
前記高分子電解質膜の他方の面に設けられたアノード電極と、
前記カソード電極へ酸素を供給するための酸素供給手段と、
前記アノード電極へメタノールと水を含む燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記燃料のメタノール濃度を高める調整をするためのメタノール供給手段と、
前記メタノール濃度を測定するためのセンサと、
前記カソード電極と前記アノード電極の間に流れる電流を測定するための電流測定手段と、
前記センサの出力に基づいて、前記メタノール供給手段を制御してあらかじめ定められた範囲内に前記燃料のメタノール濃度を調整するための濃度調整手段と、
前記電流測定手段の出力に基づいて、前記センサの出力と前記メタノール濃度との関係を補正するための補正手段と、を有する燃料電池システムの運転方法であって、
前記メタノール供給手段の前記メタノール濃度の調整を停止し、
前記メタノール濃度の調整を停止した後の、前記電流測定手段の出力に基づいて前記関係を補正することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
【請求項５】
前記濃度調整手段は、前記センサ出力と前記メタノール濃度の関係が記録されたデータベースを備え、
前記補正手段は、前記メタノール供給手段が前記メタノール濃度の調整を停止した際の前記電流測定手段の出力が最大となる際の前記メタノール濃度と、前記データベースに記録された前記電流測定手段の出力が最大となる前記メタノール濃度との差を求め、
前記差があらかじめ定められた値より大きい場合には、前期補正手段は、前記差が小さくなるように補正することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システムの運転方法。
【請求項６】
前記濃度調整手段は、前記補正手段の補正に先立って前記メタノール濃度が高くなるように、前記メタノール供給手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池システムと燃料電池システムの運転方法に係り、特に燃料にメタノールと水を含むものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型情報端末等の携帯用機器、可搬型機器に用いる小型の燃料電池の開発が進められている。
【０００３】
これら燃料電池は、燃料補給の利便性や燃料タンク構造の簡便化の観点から、燃料としてメタノールやエタノール等の液体燃料が用いられる。また、燃料電池システムを小型化するために、液体燃料を水素に改質することなく、燃料を直接発電部分に供給する燃料電池システムが用いられる。
【０００４】
従来の燃料電池システムは、スタックセルにメタノールと水を含む燃料を供給するための混合タンクを有している。混合タンクのメタノール濃度を調整するために、燃料カートリッジに収容されているメタノールはポンプを用いて混合タンクに供給される。メタノール濃度は、濃度センサを用いて検出される（特許文献１）。
【０００５】
濃度センサは、超音波発信部と超音波受信部、誘電率測定部が備えられている。超音波発信部から発せられた超音波の速度および燃料の誘電率に基づいて、メタノール濃度を測定する（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−２６５７８７公報  図１
【特許文献２】特開２００５−３０９４９公報  図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、超音波の速度および誘電率は温度依存性を有している。従って、燃料の温度が可変した場合、従来の燃料電池システムは燃料の濃度を正確に測定することができなくなってしまう。また、燃料の濃度を測定するために、濃度センサ近傍に温度センサを設けてその測定値を補正することも可能だが、燃料電池システムはその発電量が変動した際にスタックセルの発熱量が変動するため、補正に周囲の熱環境の変化による誤差が生じてしまう。
【０００７】
また、燃料電池システムが長期にわたって使用された場合、濃度センサの零点調整が徐々に狂ってきてしまうという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような事情を鑑みてされたもので、燃料のメタノール濃度をより正確に測定することのできる燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池システムは、高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜の一方の面に設けられたカソード電極と、前記高分子電解質膜の他方の面に設けられたアノード電極と、前記カソード電極へ酸素を供給するための酸素供給手段と、前記アノード電極へメタノールと水を含む燃料を供給するための燃料供給手段と、前記燃料のメタノール濃度を高める調整をするためのメタノール供給手段と、前記メタノール濃度を測定するためのセンサと、前記カソード電極と前記アノード電極の間に流れる電流を測定するための電流測定手段と、前記センサの出力に基づいて、前記メタノール供給手段を制御してあらかじめ定められた範囲内に前記燃料のメタノール濃度を調整するための濃度調整手段と、前記電流測定手段の出力に基づいて、前記センサの出力と前記メタノール濃度との関係を補正するための補正手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の燃料電池システムの運転方法は、高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜の一方の面に設けられたカソード電極と、前記高分子電解質膜の他方の面に設けられたアノード電極と、前記カソード電極へ酸素を供給するための酸素供給手段と、前記アノード電極へメタノールと水を含む燃料を供給するための燃料供給手段と、前記燃料のメタノール濃度を高める調整をするためのメタノール供給手段と、前記メタノール濃度を測定するためのセンサと、前記カソード電極と前記アノード電極の間に流れる電流を測定するための電流測定手段と、前記センサの出力に基づいて、前記メタノール供給手段を制御してあらかじめ定められた範囲内に前記燃料のメタノール濃度を調整するための濃度調整手段と、前記電流測定手段の出力に基づいて、前記センサの出力と前記メタノール濃度との関係を補正するための補正手段と、を有する燃料電池システムの運転方法であって、前記メタノール供給手段の前記メタノール濃度の調整を停止し、前記メタノール濃度の調整を停止した後の、前記電流測定手段の出力に基づいて前記関係を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、燃料のメタノール濃度をより正確に測定することのできる燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を提供する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に本発明による燃料電池システムの最良の形態の一例を示す。
【００１３】
燃料電池システムに設けられた燃料電池１は希釈燃料（燃料）と酸素を含む空気が供給されることにより発電を行う。希釈燃料には少なくともメタノールと水を含むメタノール水溶液を用いることができる。
【００１４】
燃料電池１の詳細について説明する。燃料電池１には高分子電解質膜１ａ、カソード電極１ｂ、アノード電極１ｃが設けられている。
【００１５】
高分子電解質膜１ａは水素イオンは通過できるが、電子は通過は通過することができない膜、例えばナフィオン（登録商標）で形成されている。カソード電極１ｂには、それぞれ図示しない触媒が設けられた導電性のシート、ガス拡散層、流路板が設けられている。また、アノード電極１ｃには、それぞれ図示しない触媒が設けられた導電性のシート（膜）、ガス拡散層、流路板が設けられている。
【００１６】
触媒が設けられた導電性のシートには、カソード電極１ｂ側は例えば白金を用いた触媒が設けられたカーボン繊維、アノード電極１ｃ側は例えば白金／ルテニウム合金を用いた触媒が設けられたカーボン繊維を用いることができる。それぞれの触媒が設けられた導電性のシートの間に高分子電解質膜１ａを設けることによって、カソード電極側１ｂに酸素（例えば空気）、アノード電極１ｃ側に希釈燃料を供給することにより、燃料電池１は発電を行う。
【００１７】
ガス拡散層にはカーボンペーパーを用いることができる。ガス拡散層は、希釈燃料や酸素を触媒が設けられた導電性のシートへできるだけ均一に供給するために設けられている。同時に、発電の際に生じた二酸化炭素や水蒸気、その他の副生成物等を触媒が設けられた導電性のシートからできるだけ均一に排出するために設けられている。
【００１８】
流路板は、ガス拡散層へ希釈燃料や酸素を供給可能にするために設けられている。また、流路板は燃料電池１が発電を行った際に生じる電力を外部に取り出すために設けられている。流路板には、例えばサーペンタイン形状の溝が設けられたカーボンを用いることができる。燃料電池１は、目的の発電容量に応じて、複数を電気的に直列接続することによって構成することができる。
【００１９】
燃料電池１と循環燃料タンク２とは、配管４によって希釈燃料が循環可能となるように接続されている。希釈燃料が燃料電池１のアノード電極１ｃに供給可能となるように、配管４は設けられている。配管４には、希釈燃料を循環させるための循環ポンプ３が設けられている。燃料電池１にて発電に使用され排出された希釈燃料の少なくとも一部は、循環ポンプ３と配管４によって循環燃料タンク２に送液された後、再度燃料電池１に供給され、希釈燃料中に含まれる未反応の燃料と水とが発電に用いられる。このように、循環燃料タンク２、循環ポンプ３、配管４、および図示しない循環ポンプ３の制御手段等の周辺構成部品にて燃料供給手段は構成される。
【００２０】
循環燃料タンク２と配管４によって構成される循環経路の途中には、発電に使用された希釈燃料中に含まれるメタノールを適宜補充するために、濃縮燃料タンク５に貯蔵された濃度の高いメタノール（以下濃縮燃料という）を供給する濃縮燃料ポンプ６が接続されている。このように濃縮燃料タンク５、濃縮燃料ポンプ６、および図示しない逆止弁等の周辺構成部品にてメタノール供給手段は構成され、メタノール供給手段は循環経路にある希釈燃料のメタノール濃度を高く調整するために設けられている。
【００２１】
燃料電池１には、前述の希釈燃料を供給するための燃料供給手段の他に酸素を供給するための酸素供給手段が設けられている。燃料電池１のカソード電極１ｂへ酸素が供給可能となるように、配管７は設けられている。配管７には燃料電池１へ酸素を含む空気を送気するための送気ポンプ８が設けられている。このように、配管７、送気ポンプ８、および図示しない送気ポンプ８の制御手段等の周辺構成部品にて酸素供給手段は構成されている。
【００２２】
カソード電極１ｂから排出される水蒸気とその他の副生成物、およびアノード電極１ｃから排出される二酸化炭素とその他の副生成物の気相部分（以下これらをまとめて排気成分という）は、配管９にて燃料電池システム１の外部へと排出される。
【００２３】
この時、燃料電池システムが発生する熱を外部へ排出するため、配管４と配管９はファン等の冷却手段１０によって冷却される。冷却手段１０の少なくとも一部はその冷却の際、凝縮器１１を用いて排気成分の一部、特に水蒸気の一部を水に凝縮して回収する。回収された水は再度メタノールの希釈にもちいることができる。凝縮された水は、水タンク１２に貯蔵され、必要に応じて配管１３および水回収ポンプ１４を用いて循環経路にある希釈燃料のメタノール濃度を低く調整するために送液される。
【００２４】
循環経路にある希釈燃料の一部は、濃度センサ１５にバイパスされる。バイパスされた希釈燃料のメタノール濃度は、濃度センサ１５によって測定される。濃度センサ１５には、公知の音波の伝搬速度、沸点、誘電率、光の屈折率などを測定するセンサを用いることができる。濃度センサ１５は、後述する補正手段１６へ希釈燃料の濃度に応じた信号を出力する。例えば超音波の伝搬速度を測定するセンサの場合、あらかじめ定められた距離の超音波の伝搬時間を電圧に変換したアナログ信号を出力する。
【００２５】
燃料電池１によって発電された電力は、補正手段１６に設けられた電流計１７（電流測定手段）を経由して負荷１８や後述するＬＩＢ１９へ送電される。電流計１７は、負荷１８やＬＩＢ１９を通じてカソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流を測定するために設けられている。
【００２６】
補正手段１６は電流計１７の出力、すなわちカソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流に基づいて、濃度センサ１５からの出力と濃度センサ１５からの出力から求められる希釈燃料のメタノール濃度との関係を補正（校正）する。
【００２７】
補正手段１６は、濃度センサ１５から出力された濃度に応じた信号、例えば前述のようなアナログ信号を受信する。補正手段１６にはこの信号と希釈燃料のメタノール濃度との関係についてのデータが保存されている。この信号と希釈燃料のメタノール濃度との関係は、例えば燃料電池１の運転条件ごとに近似された関数や表をデータベース化したものを用いることができる。
【００２８】
補正手段１６が、濃度センサ１５からの出力と濃度センサ１５からの出力から求められる希釈燃料のメタノール濃度との関係を補正している間、燃料電池１から負荷１８へ流れる電力を補完するために蓄電手段、例えばリチウムイオンバッテリー（ＬＩＢ）１９が設けられている。ＬＩＢ１９への充電や負荷１８への電力の供給は、補正手段１６によって制御される。
【００２９】
補正手段１６によって補正された濃度センサ１５の出力に基づいて、濃度調整手段２０は濃縮燃料ポンプ６を制御して、循環経路にある希釈燃料のメタノール濃度を調整する。補正手段１６は濃度センサ１５からの出力を、補正された濃度センサ１５の出力とメタノール濃度との関係に基づいて補正し、濃度調整手段２０へと出力する。濃度調整手段２０は補正された濃度センサ１５からの出力に基づいて調整する。
【００３０】
図２に本発明による燃料電池システムにおける濃度センサ１５と希釈燃料のメタノール濃度との関係の補正の原理を示す。
【００３１】
図２は、濃縮燃料ポンプ６を停止した状態での、カソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流の推移の一例を示している。この時、負荷１８、燃料電池１に流れる循環燃料の流量、燃料電池１や循環燃料の温度等、循環燃料のメタノール濃度以外の条件は略一定に制御されている。すなわち、燃料電池１にて消費された分だけ循環燃料の濃度は時間と共に低下しており、その濃度の時の燃料電池１にて発電された電力の電流値をプロットしたものである。
【００３２】
図２に示す通り時間の経過、すなわちメタノール濃度の低下と共に一旦は増加した電流値は、ある時点をピークとしてその後はメタノール濃度の低下と共に電流値は低下する。このメタノール濃度と電流値の関係は、他の運転条件が同じ場合、たとえ燃料電池１が長期間使用されて触媒の能力が低下しても同じ傾向を示し、電流値がピークとなる時点のメタノール濃度は変化しない。この燃料電池１の特性を利用して、濃度センサ１５からの出力と濃度センサ１５からの出力から求められる希釈燃料のメタノール濃度との関係を補正手段１６は補正する。
【００３３】
図３乃至図６に本発明による燃料電池システムの運転方法の最良の形態の一例を示す。
【００３４】
図３に、燃料電池システムが補正を行うに先立って行う準備動作について示す。この準備動作は、補正を行っている間にＬＩＢ１９が放電しきってしまうことを防止するために行う。同時に、負荷が小さすぎて補正を行っている間にＬＩＢ１９が充電しきってしまい、燃料電池１が後述する下限電圧より大きい出力電圧で運転しつづけることができなくなってしまうことを防止するために行う。
【００３５】
まず、補正手段１６は、ステップＳ１−１において燃料電池１がＦｕｌｌ出力で発電することができるかどうかについて確認する。燃料電池１がＦｕｌｌ出力で発電することができない時は、ＬＩＢ１９の充填状態が満杯の場合や負荷がゼロの場合、燃料電池システムに異常が生じている場合等が考えられ、補正手段１６は補正ができないと判断し、一旦補正の準備を終了する。
【００３６】
次に、補正手段１６は、ステップＳ１−２において、ＬＩＢ１９の充電状態について確認する。ＬＩＢ１９の充電状態が、補正手段１６が補正を行っている間に満杯状態とならない程度の空き容量があるかどうかを、補正手段１６は確認する。空き容量がない場合、補正手段１６は補正ができないと判断する。一方、空き容量がある場合には次のステップへ進む。
【００３７】
続いて、補正手段１６は、ステップＳ１−３において、ＬＩＢ１９の充電状態について確認する。ＬＩＢ１９の充電状態が、補正手段１６が補正を行っている間に放電しきってしまわない程度に残量があるかどうかを、補正手段１６は確認する。残量がない場合、補正手段１６は補正ができないと判断する。一方、充電容量がある場合には、次のステップ、ステップＳ２へ進む。
【００３８】
図４に、燃料電池システムが補正を行うに先立って、燃料電池１の運転条件を補正に適した条件とするための動作について示す。ここで、補正に適した条件とは、あらかじめ定められた燃料電池システムの運転条件を指す。
【００３９】
まず、補正手段１６は、ステップＳ２−１において補正を行っている間に燃料電池システムの運転に必要な電力の供給をＬＩＢ１９から行うように、電源回路を切り替える。従って、切り替え後は循環ポンプ３や濃度センサ１５、補正手段１６自身等、燃料電池システムの運転に必要な補器の電源はＬＩＢ１９から供給される。電源回路の切り替えは、補器の運転状態によって燃料電池１の負荷が必要以上に変動することを防止するために行う。
【００４０】
次に、補正手段１６は、ステップＳ２−２において補正を行っている間の燃料電池１の発電電圧の下限値を設定する。この下限値は、あらかじめ定められた値を用いる。あらかじめ定められた下限値は、燃料電池１の発電能力を考慮し、発電効率の高い電圧を設定することが好ましい。
【００４１】
続いて、補正手段１６は、ステップＳ２−３において循環ポンプ３と空気ポンプ８の回転数、すなわち流量を設定する。設定する流量は、ステップＳ２−２にて設定した下限値に基づいて、燃料電池１が発電に必要と想定される流量に対し、配管４や配管７の圧力損失等を考慮したマージンを設けた値とすることが望ましい。循環ポンプ３と空気ポンプ８の流量の設定が完了した後、補正手段１６はステップＳ３へ進む。
【００４２】
図５に、濃縮燃料ポンプ６を停止した状態で燃料電池１が発電を行った際の、電流値がピークとなる時点を検出するための動作について説明する。
【００４３】
まず、循環経路の希釈燃料のメタノール濃度の低下を防止するために、ステップＳ３−１において負荷１８への電力の供給をＬＩＢ１９から行うように、電源回路を切り替える。また、同時に燃料電池１からＬＩＢ１９への充電を停止する。
【００４４】
次に、循環経路の希釈燃料のメタノール濃度を高くするために、ステップＳ３−２において補正手段１６は濃縮燃料ポンプ６を駆動して循環経路の希釈燃料に濃縮燃料を追加する。濃縮燃料ポンプ６の運転は、あらかじめ定められた時間続けられ、その後停止させる。
【００４５】
続いて、補正手段１６はステップＳ３−３において、追加した濃縮燃料が循環経路の希釈燃料の全体に略均一に拡散するまで待つ。具体的には、あらかじめ定められた時間を経過するまで、補正手段１６は燃料電池１から負荷１８へまたはＬＩＢ１９への接続を待つ。
【００４６】
そして、補正手段１６はステップＳ３−４において、燃料電池１が発電を行うように、負荷１８またはＬＩＢ１９、もしくは負荷１８とＬＩＢ１９の両方と燃料電池１とを接続する。この時、燃料電池１の発電電圧がステップＳ２−２にて設定された下限値を下回らないように、補正手段１６は燃料電池１にて発電された電力を負荷１８とＬＩＢ１９へと振り分ける。
【００４７】
その後、ステップＳ３−５及びステップＳ３−６において、補正手段１６に設けられた電流計１７はカソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流を測定する。ステップＳ３−５において、補正手段１６は測定された電流の変化量が増加傾向にあるかどうかを判断し、減少傾向にある場合は再度濃縮燃料の追加を行うためにステップＳ３−１に戻る。
【００４８】
測定された電流の変化量が増加傾向にある場合には、ステップＳ３−６において電流計１７はカソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流の測定を継続する。測定された電流値に基づいて、補正手段１６は電流の変化量について判断する。補正手段１６が継続して測定された電流の変化量が減少傾向に転じたと判断するまで電流計１７は測定を続け、減少傾向に転じたと判断したら補正手段１６はステップＳ４へ進む。
【００４９】
図６に、補正手段１６が濃度センサ１５の出力とメタノール濃度との関係を補正するための動作について説明する。
【００５０】
まず、補正手段１６はステップＳ４−１において、カソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流が減少傾向に転じたと判断した後、すみやかに燃料電池１から負荷１８およびＬＩＢ１９への電力供給を中止する。これは、燃料電池１の発電によって、循環経路の希釈燃料のメタノール濃度が低下してしまうことを防止するためである。
【００５１】
次に、ステップＳ４−２において、すみやかに補正手段１６は送気ポンプ８を停止する。送気ポンプ８を運転したままにしておくと、高分子電解質膜１ａを希釈燃料中のメタノールが透過して、カソード電極１ｂに設けられた触媒の作用によって酸素と反応してしまう現象（クロスオーバー現象）が加速され、循環経路の希釈燃料のメタノール濃度が低下してしまうためである。この時、循環経路内の希釈燃料のメタノール濃度は、アノード電極１ｃから排出された直後では低く、またカソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流が減少に転じた際のメタノール濃度とも近い。したがって、補正手段１６は循環ポンプ３を後述するあらかじめ定められた時間運転を続ける。
【００５２】
続いて、ステップＳ４−３において、補正手段１６はこのアノード電極１ｃから排出された直後の希釈燃料が濃度センサ１５に到達し、濃度センサ１５の内部がこのこのアノード電極１ｃから排出された直後の希釈燃料に満たされる（置換される）程度の時間が経過するまで待つ。この待つ時間は、あらかじめ定められた時間とすることができる。
【００５３】
そして、ステップＳ４−４において、補正手段１６はステップＳ４−３において待った後の濃度センサ１５の出力と、補正手段１６に保存された現在の燃料電池１の運転条件におけるデータから求められるカソード電極１ｂとアノード電極１ｃとの間に流れる電流のピーク時の濃度センサ１５の出力とを比較する。比較の結果、両者の間の差が燃料電池システムの設計上許容できる程度以下の場合は、補正手段１６は補正の必要がないと判断し、補正の動作を終了する。
【００５４】
一方、比較の結果、両者の間の差が燃料電池システムの設計上許容できる程度を超える場合は、ステップＳ４−５において、補正手段１６は、補正手段１６に保存された濃度センサ１５の出力とメタノール濃度との関係のデータを補正する。具体的には、補正手段１６は、保存されたデータそのものを書き換えるのではなく、補正手段１６が保存されたデータを読み出す際にそのデータを保存された係数に基づいて補正するように構成し、その係数を書き換えることで実質的に補正することが望ましい。
【００５５】
このようにしてできた燃料電池システムは、燃料の温度など周囲の環境が変化した場合や燃料電池１の発電量が変動した場合においても、濃度センサ１５からの出力が補正手段１６によって補正されるので、燃料のメタノール濃度をより正確に測定し、すなわちより正確に希釈燃料のメタノール濃度を調整することができる。
【００５６】
また、燃料電池システムが長期にわたって使用された場合、濃度センサの零点調整が徐々に狂ってきてしまった場合においても、濃度センサ１５からの出力が補正手段１６によって補正されるので、燃料のメタノール濃度をより正確に測定し、すなわちより正確に希釈燃料のメタノール濃度を調整することができる。
【実施例】
【００５７】
カソード電極１ｂ用触媒として白金（Ｐｔ）微粒子が担持されたカーボンブラックに、パーフルオロカーボンスルホン酸溶液とイオン交換水を加え触媒担持カーボンブラックを分散させてペーストを調整した。カソード電極１ｂの集電体として撥水処理済みカーボンペーパーを準備し、その上に前述のペーストを塗布した後乾燥させ触媒層を形成することでカソード電極１ｂを得た。
【００５８】
アノード電極１ｃ用触媒として白金−ルテニウム（Ｐｔ：Ｒｕ＝１：１）微粒子合金が担持されたカーボンブラックに、パーフルオロカーボンスルホン酸溶液とイオン交換水を添加し、この触媒担持カーボンブラックを分散させてペーストを調整した。アノード電極１ｃの集電体として撥水処理をしたカーボンペーパーを準備し、その上に前述のペーストを塗布・乾燥させ触媒層を形成することによりアノード電極１ｃを得た。
【００５９】
高分子電解質膜１ａとしてパーフルオロカーボンスルホン酸膜を配置し、これら高分子電解質膜１ａ、カソード電極１ｂ、アノード電極１ｃをホットプレスすることで接合を行い、触媒層電解質膜接合体を得た。
【００６０】
カソード電極１ｂ、アノード電極１ｃ用の流路が形成されたカーボン製のセパレータで触媒層電解質膜接合体をはさみ、これらを複数枚積層して燃料電池１とした。
【００６１】
出力が不安定な燃料電池システムにおいて、上述した本発明による燃料電池システムおよびその運転方法の最良の形態の一例を利用し、センサの校正を行った。
【００６２】
燃料電池１が１１．３Ｖの略一定電圧で発電を行い、負荷１８及びＬＩＢ１９へ電力を供給した際、出力電流が１１２１ｍＡでピーク電流が観測された。このピーク電流が観測された希釈燃料を濃度センサ１５へ送液したところ１．１ｍｏｌ／Ｌと表示された。あらかじめ調査された燃料電池１のピーク電流が観測される濃度は０．９ｍｏｌ／Ｌである。
【００６３】
したがって、補正手段１６に係数−０．２ｍｏｌ／Ｌを設定し、濃度センサ１５の出力値にから係数−０．２ｍｏｌ／Ｌを加えた値を希釈燃料のメタノール濃度とするように補正を行った。
【００６４】
この補正の後、燃料電池システムは安定した発電を継続することができた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明による燃料電池システムの最良の形態の一例を示す図
【図２】本発明による燃料電池システムおよびその運転方法の最良の形態における補正の原理を示す図
【図３】本発明による燃料電池システムの運転方法の最良の形態の一例を示す図
【図４】本発明による燃料電池システムの運転方法の最良の形態の一例を示す図
【図５】本発明による燃料電池システムの運転方法の最良の形態の一例を示す図
【図６】本発明による燃料電池システムの運転方法の最良の形態の一例を示す図
【符号の説明】
【００６６】
１  燃料電池
１ａ  高分子電解質膜
１ｂ  カソード電極
１ｃ  アノード電極
２  循環燃料タンク
３  循環ポンプ
４、７、９、１３  配管
５  濃縮燃料タンク
６  濃縮燃料ポンプ
８  送気ポンプ
１０  冷却手段
１１  凝縮器
１２  水タンク
１４  水回収ポンプ
１５  濃度センサ
１６  補正手段
１７  電流計
１８  負荷
１９  ＬＩＢ
２０  濃度調整手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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